Sensore di ossigeno per automobile.
Il sensore di ossigeno dell'automobile è il sensore di feedback chiave nel sistema di controllo del motore EFI ed è l'elemento chiave per controllare le emissioni di scarico dell'automobile, ridurre l'inquinamento ambientale e migliorare la qualità della combustione del carburante del motore dell'automobile.
Esistono due tipi di sensori di ossigeno: quelli in zirconia e quelli in biossido di titanio.
Il sensore di ossigeno utilizza elementi sensibili in ceramica per misurare il potenziale dell'ossigeno in vari forni di riscaldamento o tubi di scarico, calcolare la concentrazione di ossigeno corrispondente mediante il principio dell'equilibrio chimico, monitorare e controllare il rapporto aria-carburante di combustione nel forno, garantire la qualità del prodotto e gli standard di emissione di scarico degli elementi di misura, ampiamente utilizzati in tutti i tipi di combustione di carbone, combustione di olio, combustione di gas e altri controlli dell'atmosfera del forno.
Il sensore di ossigeno viene utilizzato per controllare elettronicamente il sistema di controllo del feedback del dispositivo di iniezione del carburante per rilevare la concentrazione di ossigeno nei gas di scarico e la densità del rapporto aria-carburante, per monitorare la combustione teorica del rapporto aria-carburante (14,7:1) nel motore e per inviare segnali di feedback al computer.
Principio di funzionamento
Il sensore di ossigeno funziona in modo simile a una batteria, con l'elemento in zirconia presente nel sensore che agisce come un elettrolita. Il principio di funzionamento di base è il seguente: in determinate condizioni (alta temperatura e catalisi al platino), la differenza di concentrazione di ossigeno tra l'interno e l'esterno dell'ossido di Hao viene utilizzata per generare una differenza di potenziale; maggiore è la differenza di concentrazione, maggiore sarà la differenza di potenziale. Il contenuto di ossigeno nell'atmosfera è del 21%, i gas di scarico dopo una combustione concentrata in realtà non contengono ossigeno, mentre i gas di scarico generati dopo la combustione della miscela diluita o i gas di scarico generati dalla combustione in assenza di combustione contengono più ossigeno, ma in quantità molto inferiore a quella presente nell'atmosfera.
Sotto la catalisi ad alta temperatura e al platino, l'ossigeno presente nel sensore di ossigeno viene consumato, generando una differenza di tensione che porta la tensione di uscita della miscela concentrata a circa 1 V e quella della miscela diluita a circa 0 V. In base al segnale di tensione del sensore di ossigeno, il rapporto aria-carburante viene controllato per regolare la larghezza dell'impulso di iniezione, quindi il controllo elettronico del sensore di ossigeno è fondamentale per la misurazione del carburante. Il sensore di ossigeno può essere completamente caratterizzato solo ad alte temperature (superiori a 300 °C) e può generare tensione. Risponde più rapidamente alle variazioni della miscela a circa 800 °C.
Suggerimenti
Il sensore di ossigeno al biossido di zirconio riflette la variazione della concentrazione della miscela combustibile attraverso la variazione di tensione, mentre il sensore di ossigeno al biossido di titanio riflette la variazione della miscela combustibile attraverso la variazione di resistenza. Il sistema di controllo elettronico che utilizza il sensore di ossigeno al biossido di zirconio non è in grado di controllare il rapporto aria-carburante effettivo vicino al rapporto aria-carburante teorico quando le condizioni di funzionamento del motore peggiorano, mentre il sensore di ossigeno al biossido di titanio può anche controllare il rapporto aria-carburante effettivo vicino al rapporto aria-carburante teorico quando le condizioni di funzionamento del motore peggiorano.
Il volume di iniezione (larghezza dell'impulso di iniezione) regolato dalla centralina in un breve periodo di tempo in base al segnale del sensore di ossigeno è chiamato correzione del carburante a breve termine, che è controllata dalla tensione di uscita del sensore di ossigeno.
La correzione del carburante a lungo termine è il valore determinato dalla modifica della struttura dei dati operativi della centralina da parte dell'unità di controllo in base alla variazione del coefficiente di correzione del carburante a breve termine.
difetto comune
In caso di guasto del sensore di ossigeno, il computer del sistema di iniezione elettronica non riesce a ricevere informazioni sulla concentrazione di ossigeno nel tubo di scarico, quindi non può controllare il rapporto aria-carburante, il che aumenterà il consumo di carburante del motore e l'inquinamento dei gas di scarico, e il motore presenterà un regime minimo instabile, mancanza di fuoco, picchi di pressione e altri fenomeni di guasto. Pertanto, il guasto deve essere rimosso o sostituito tempestivamente [1].
Guasto di avvelenamento
L'avvelenamento del sensore di ossigeno è un guasto frequente e difficile da prevenire, soprattutto con l'uso frequente di auto a benzina con piombo; anche il nuovo sensore di ossigeno può funzionare solo per poche migliaia di chilometri. Se si tratta solo di un lieve avvelenamento da piombo, l'utilizzo di un pieno di benzina senza piombo può eliminare il piombo dalla superficie del sensore di ossigeno e ripristinarne il normale funzionamento. Tuttavia, spesso a causa dell'elevata temperatura di scarico, il piombo si infiltra al suo interno, ostacolando la diffusione degli ioni di ossigeno e rendendo il sensore di ossigeno inefficace, rendendolo quindi inefficace solo da sostituire.
Inoltre, l'avvelenamento da silicio dei sensori di ossigeno è un fenomeno comune. In generale, la silice generata dalla combustione dei composti di silicio contenuti nella benzina e nell'olio lubrificante, e il gas siliconico emesso dall'uso improprio delle guarnizioni di tenuta in gomma siliconica, causano il guasto del sensore di ossigeno, pertanto è consigliabile utilizzare carburante e olio lubrificante di buona qualità.
Durante la riparazione, è necessario selezionare e installare correttamente le guarnizioni in gomma, non applicare solventi e agenti antiaderenti diversi da quelli specificati dal produttore sul sensore, ecc. A causa di una scarsa combustione del motore, si formano depositi carboniosi sulla superficie del sensore di ossigeno, oppure olio, polvere e altri sedimenti penetrano al suo interno, ostacolando o bloccando l'ingresso dell'aria esterna all'interno del sensore di ossigeno, causando un disallineamento del segnale di uscita del sensore di ossigeno. La centralina non può correggere il rapporto aria-carburante in tempo. La formazione di depositi carboniosi si manifesta principalmente con un aumento del consumo di carburante e un aumento significativo della concentrazione delle emissioni. A questo punto, se i sedimenti vengono rimossi, il funzionamento riprenderà normalmente.
Crepe ceramiche
La ceramica del sensore di ossigeno è dura e fragile, e urti con oggetti duri o forti correnti d'aria possono causarne la rottura e il deterioramento. Pertanto, è necessario prestare particolare attenzione in caso di guasti e sostituirli tempestivamente.
Il filo del blocco è bruciato
Il filo della resistenza del riscaldatore è bruciato. Per il sensore di ossigeno riscaldato, se il filo della resistenza del riscaldatore è bruciato, è difficile che il sensore raggiunga la normale temperatura di funzionamento e perda la sua funzionalità.
Disconnessione della linea
Il circuito interno del sensore dell'ossigeno è scollegato.
Metodo di ispezione
Controllo della resistenza del riscaldatore
Rimuovere la spina del cablaggio del sensore di ossigeno e utilizzare un multimetro per misurare la resistenza tra il polo del riscaldatore e il polo in ferro nel terminale del sensore di ossigeno. Il valore di resistenza è 4-40 Ω (fare riferimento alle istruzioni del modello specifico). Se non è conforme allo standard, sostituire il sensore di ossigeno.
Misurazione della tensione di feedback
Quando si misura la tensione di retroazione del sensore di ossigeno, è necessario scollegare il connettore del cablaggio del sensore di ossigeno e prelevare un filo sottile dal terminale di uscita della tensione di retroazione del sensore di ossigeno, seguendo lo schema elettrico del modello, per poi collegarlo al connettore del cablaggio. La tensione di retroazione può essere misurata dal cavo di alimentazione durante il funzionamento del motore (alcuni modelli possono anche misurare la tensione di retroazione del sensore di ossigeno dalla presa di rilevamento guasti). Ad esempio, una serie di auto prodotte dalla Toyota Motor Company può misurare la tensione di retroazione del sensore di ossigeno direttamente dai terminali OX1 o OX2 nella presa di rilevamento guasti).
Quando si misura la tensione di feedback del sensore di ossigeno, è consigliabile utilizzare un multimetro a puntatore con un intervallo basso (solitamente 2 V) e un'alta impedenza (resistenza interna superiore a 10 MΩ). I metodi di rilevamento specifici sono i seguenti:
1. Portare il motore alla normale temperatura di esercizio (o farlo girare a 2500 giri/min dopo l'avvio per 2 minuti);
2. Collegare il polo negativo del voltmetro del multimetro a E1 o all'elettrodo negativo della batteria nella presa di rilevamento guasti, e il polo positivo alla presa OX1 o OX2 nella presa di rilevamento guasti, oppure al numero | sulla spina del cablaggio del sensore di ossigeno.
3. Lasciare girare il motore a una velocità di circa 2500 giri/min e verificare se l'indicatore del voltmetro oscilla avanti e indietro tra 0 e 1 V, registrando il numero di oscillazioni dell'indicatore del voltmetro entro 10 secondi. In circostanze normali, con il progredire del controllo di retroazione, la tensione di retroazione del sensore di ossigeno varia costantemente al di sopra e al di sotto di 0,45 V e non dovrebbe variare meno di 8 volte entro 10 secondi.
Se il valore è inferiore a 8 volte, significa che il sensore di ossigeno o il sistema di controllo del feedback non funzionano correttamente, il che potrebbe essere causato dall'accumulo di carbonio sulla superficie del sensore di ossigeno, che ne riduce la sensibilità. A tal fine, far girare il motore a 2500 giri/min per circa 2 minuti per rimuovere i depositi di carbonio dalla superficie del sensore di ossigeno, quindi controllare la tensione di feedback. Se l'indicatore del voltmetro continua a cambiare lentamente dopo aver rimosso il carbonio, significa che il sensore di ossigeno è danneggiato o che il circuito di controllo del feedback del computer è difettoso.
4, ispezione del colore dell'aspetto del sensore di ossigeno
Rimuovere il sensore di ossigeno dal tubo di scarico e verificare che il foro di sfiato sull'alloggiamento del sensore non sia ostruito e che il nucleo ceramico non sia danneggiato. In caso contrario, sostituire il sensore di ossigeno.
I guasti possono essere determinati anche osservando il colore della parte superiore del sensore di ossigeno:
1, parte superiore grigio chiaro: questo è il colore normale del sensore di ossigeno;
2, parte superiore bianca: a causa dell'inquinamento da silicio, il sensore di ossigeno deve essere sostituito in questo momento;
3, parte superiore marrone (come mostrato nella Figura 1): causato dall'inquinamento da piombo, se grave, è necessario sostituire anche il sensore di ossigeno;
(4) Parte superiore nera: causata dalla deposizione di carbonio, dopo aver eliminato il guasto di deposizione di carbonio del motore, la deposizione di carbonio sul sensore di ossigeno può generalmente essere rimossa automaticamente.
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